Question

Яка кількість енергії виділиться в результаті поділу 20 грам урану. Скільки води можна загріти до 100°С?

Answer 1

W=w*N=w*m_u/Mr*Na=Q=c*m_V*(T2-T1)
m_V=w*Na*m_u/(Mr*c*(12-T1) =200*10^6*1,6*10^4-19)*6*10^23*471
(235*4200*(100-20)=
= 11428571 кг ~ 11 430 т

Answer 2

Щоб визначити кількість енергії, яка виділиться в результаті поділу 20 грамів урану, ми можемо використати концепцію ядерного поділу та величину, яку називають ядерною енергією випуску. Відомо, що величина енергії, вивільненої в результаті поділу ядра урану-235, становить приблизно 200 мегаелектронвольтів (MeV). Якщо врахувати, що один моль урану-235 має масу приблизно 235 грамів, ми можемо розрахувати кількість молей урану у 20 грамах.

Маса молекули урану-235: \[ \text{Маса молекули} = 235 \, \text{г/моль} \]

Кількість молей у 20 грамах урану: \[ \text{Кількість молей} = \frac{20 \, \text{г}}{235 \, \text{г/моль}} \]

Тепер можемо знайти енергію, яку виділиться в результаті поділу 20 грамів урану, використовуючи ядерну енергію випуску:

\[ \text{Енергія} = \text{Кількість молей} \times \text{Ядерна енергія випуску} \]

Зазначимо, що результат буде виключно теоретичним, і в реальності кількість виділеної енергії може бути меншою через різні фактори.

Щодо другої частини питання - яку кількість води можна загріти до 100°C за рахунок цієї енергії, це залежатиме від теплоємності води. Теплоємність води - це кількість енергії, яка потрібна для підігріву одного грама води на один градус Цельсія.

Теплоємність води приблизно 4.18 джулі на грам на градус Цельсія (або 4.18 кДж/кг/°C).

Кількість енергії, яку виділиться від поділу 20 грамів урану, можна використати для підігріву води за допомогою формули:

\[ \text{Кількість води} = \frac{\text{Енергія}}{\text{Теплоємність води} \times \text{Зміна температури}} \]

Де зміна температури - це різниця між початковою та кінцевою температурою води. У цьому випадку, зазвичай, зміна температури буде від 0°C (початкова температура) до 100°C (кінцева температура, якщо вода випаровується).

Зверніть увагу, що це теоретичні розрахунки, і в реальності може виникнути ряд ефектів, які зменшать ефективність перетворення ядерної енергії в теплову енергію.